時間編碼結(jié)構(gòu)光三維視覺系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟發(fā)展和社會進步及生產(chǎn)水平的提高，裝備制造業(yè)等諸多行業(yè)和領(lǐng)域?qū)Ψ墙佑|三維在線檢測有著迫切的需求，導(dǎo)致了以結(jié)構(gòu)光三維視覺檢測系統(tǒng)為代表的光學三維視覺檢測設(shè)備的迅速發(fā)展。在各種光學三維視覺檢測方法及設(shè)備中，結(jié)構(gòu)光法顯示了在分辨率及速度上的優(yōu)勢，目前國外普遍認為這是迄今為止實用性最強的方法，已成功的例子也證明了這一點。因此，結(jié)構(gòu)光三維視覺檢測方法及設(shè)備應(yīng)用背景極其重要。 本文在綜合分析和評述結(jié)構(gòu)光三維視覺的國內(nèi)外現(xiàn)狀與發(fā)展的基礎(chǔ)

2、上，詳細地介紹結(jié)構(gòu)光三維視覺的基本原理，采用二灰度級時間編碼的測量方法并組成測量系統(tǒng)；在建立攝像機數(shù)學模型和投射器模型的基礎(chǔ)上，通過引入約束攝像機和投射器之間位置關(guān)系的幾何約束條件，進而建立深度傳感器的數(shù)學模型；采用同時利用正常和反向編碼圖案的方法，實現(xiàn)條紋邊界測量的亞像素準確度，同時減小環(huán)境光和被測景物表面變化對深度測量結(jié)果的影響；攝像頭和投射器參數(shù)同時采用非線性最小二乘估計模型進行估計，其輸出包含被估計的參數(shù)及其準確度；對比3D檢測

3、點的理論準確度^σX、^σY和^σZ與實際準確度RMSEX、RMSEY和RMSEZ的實驗數(shù)據(jù)，對本文提出的數(shù)學模型、系統(tǒng)參數(shù)估計及其準確度、深度測量準確度估計等理論進行驗證；用給定軸長和方向的誤差橢圓來表示深度測量的協(xié)方差矩陣，研究誤差橢圓的長軸方向與投射器光軸方向的關(guān)系、誤差橢圓長軸與到攝像機的距離兩者之間的關(guān)系；提出系統(tǒng)標定方法，完成系統(tǒng)標定實驗。 本文為提高基于時間編碼方法的結(jié)構(gòu)光三維視覺系統(tǒng)的深度測量準確度提供了一種方法